專利名稱：主動(dòng)消聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛，特別涉及車輛振動(dòng)與噪聲控制裝置，具體是一種主動(dòng)消聲器。
背景技術(shù)：
消聲器是降低車輛發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的一種有效結(jié)構(gòu)，它的種類很多，按其消聲機(jī)理，可分為阻性消聲器、抗性消聲器和阻抗復(fù)合消聲器等。阻性消聲器的消聲原理是利用管道內(nèi)的吸聲材料，部分地吸收沿管道傳播的聲能?？剐韵暺魇抢酶鞣N形狀、尺寸的管道及穿孔管共振吸聲結(jié)構(gòu)等，造成聲波在系統(tǒng)中阻抗失配，使聲波在管道和共振腔內(nèi)來回反射、耗損，從而達(dá)到消聲的目的。阻抗復(fù)合消聲器是將阻性消聲器和抗性消聲器結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)寬頻消聲的目的。現(xiàn)有的消聲器不外乎上面所說的幾種消聲器，但是它們都是被動(dòng)的消聲器，消聲器性能是被動(dòng)的。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲是一種隨機(jī)噪聲，它的噪聲頻率是經(jīng)常改變的， 且頻率范圍不定，因此，用這些被動(dòng)消聲器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行降噪，消聲性能就達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種主動(dòng)消聲器，所述的這種主動(dòng)消聲器要解決現(xiàn)有技術(shù)中消聲器為被動(dòng)消聲器，不能隨發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致其消聲效果不好的技術(shù)問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的包括呈圓筒形的外殼，在該圓筒形外殼內(nèi)沿其軸向相垂直地設(shè)有多孔材料層，該多孔材料層呈圓盤形，多孔材料層邊緣與外殼內(nèi)壁間氣密閉連接，位于多孔材料層一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)聲壓傳感器，該兩個(gè)聲壓傳感器沿外殼軸向設(shè)置，第二個(gè)聲壓傳感器與多孔材料層的距離等于第一個(gè)聲壓傳感器與第二個(gè)聲壓傳感器之間的距離，位于多孔材料層另一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓盤形的剛性板，剛性板與外殼內(nèi)壁間隙配合，第一聲壓傳感器和第二聲壓傳感器的信號(hào)線通過導(dǎo)線和放大器與控制器相連接，控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)相連，電機(jī)輸出軸通過傳動(dòng)裝置與剛性板相連接。第二聲壓傳感器與多孔材料層的距離為20mm。聲壓傳感器為麥克風(fēng)。電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)輸出軸與一根絲杠相連接，絲杠與一個(gè)螺母配合，與螺母固定相連設(shè)有一根豎直桿件，在圓筒形外殼側(cè)壁開設(shè)有一個(gè)軸向槽，該豎直桿件沿圓筒形外殼的半徑方向伸入槽內(nèi)，豎直桿件通過水平桿件與剛性板相連接。水平桿件上設(shè)一個(gè)支承板，支承板圓盤形，支承板與水平桿件固定相連接，支承板與外殼內(nèi)壁間設(shè)有沿其軸向的滑動(dòng)副。多孔材料層為復(fù)合巖棉板?？刂破魇怯?jì)算機(jī)。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本主動(dòng)消聲器中設(shè)置兩個(gè)聲壓傳感器，用以對(duì)圓筒形消聲內(nèi)的聲壓進(jìn)行檢測(cè)，此信號(hào)由放器放大后輸入控制器，控制器計(jì)算出動(dòng)剛性板應(yīng)該移動(dòng)的距離，此時(shí)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使可移動(dòng)剛性壁移動(dòng)到預(yù)期的位移，使得多孔吸聲材料表面的聲阻抗和消聲器內(nèi)部空氣的聲阻抗相匹配，達(dá)到寬頻主動(dòng)消聲的目的。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的A-A剖面圖。圖3是圖1中的B-B剖面圖。圖4是本發(fā)明的控制器中進(jìn)行入射聲壓和反射聲壓計(jì)算原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，包括呈圓筒形的外殼1，在該圓筒形外殼1內(nèi)沿其軸向相垂直地設(shè)有多孔材料層2，多孔材料層2為復(fù)合巖棉板，該多孔材料層呈圓盤形，多孔材料層2邊緣與外殼1內(nèi)壁間氣密閉連接，多孔材料層2通過圓周方向的三個(gè)凸塊與外殼內(nèi)壁的卡槽相配合，位于多孔材料層2 —側(cè)的外殼1內(nèi)設(shè)有兩個(gè)麥克風(fēng)3，4，該兩個(gè)麥克風(fēng) 3，4沿外殼1軸向設(shè)置，第二個(gè)麥克風(fēng)4距離多孔材料層較近，第二麥克風(fēng)4與多孔材料層 2的距離為20mm，第二個(gè)麥克風(fēng)4與多孔材料層2的距離等于第一個(gè)麥克風(fēng)3與第二個(gè)麥克風(fēng)4之間的距離，位于多孔材料層2另一側(cè)的外殼1內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓盤形的剛性板5，剛性板5與外殼1內(nèi)壁間隙配合，第一聲麥克風(fēng)3和第二麥克風(fēng)4的信號(hào)線通過導(dǎo)線和放大器6 與計(jì)算機(jī)7相連接，計(jì)算機(jī)7與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8相連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8與步進(jìn)電機(jī)9 相連，步進(jìn)電機(jī)9輸出軸與一根絲杠10相連接，絲杠10與一個(gè)螺母11配合，與螺母11固定相連設(shè)有一根豎直桿12件，在圓筒形外殼側(cè)壁開設(shè)有一個(gè)軸向槽13，該豎直桿12件沿圓筒形外殼的半徑方向伸入槽13內(nèi)，豎直桿12件通過水平桿件14與剛性板5相連接，水平桿件14上設(shè)一個(gè)支承板15，支承板15圓盤形，支承板15與水平桿件固定相連接，支承板 15與外殼1內(nèi)壁間設(shè)有沿其軸向的滑動(dòng)副。具體工作時(shí)，兩個(gè)麥克風(fēng)的作用相當(dāng)于傳感器，在兩個(gè)麥克風(fēng)處得的聲壓信號(hào)傳遞到信號(hào)采集系統(tǒng)，信號(hào)采集系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)處理得到入射聲波的頻率，以及在兩個(gè)麥克風(fēng)處得的聲壓信號(hào)分別經(jīng)過
^ 的時(shí)間延遲(其中，^=7 , d為兩個(gè)麥克風(fēng)之間的距離γ為聲波在空氣中傳播的速度)，并
進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算得到多孔吸聲材料表面的入射聲壓和反射聲壓，就可以得到多孔吸聲材料表面的吸聲系數(shù)。如果入射聲波的頻率是處于高頻時(shí)，此時(shí)布置在多孔吸聲材料背面的可移動(dòng)剛性壁不移動(dòng)，依靠多孔吸聲材料本身在高頻吸聲性能良好的特點(diǎn)進(jìn)行吸聲，達(dá)到消聲的目的，如果入射聲波的頻率處于中、低頻，此時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到多孔吸聲材料背后的空腔深度，從而計(jì)算出可移動(dòng)剛性壁需要移動(dòng)的距離。計(jì)算機(jī)連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接到步進(jìn)電機(jī)，通過絲杠與螺母副將步進(jìn)電機(jī)的角位移轉(zhuǎn)化為可移動(dòng)剛性壁的線位移，使得多孔吸聲材料表面的聲阻抗和消聲器內(nèi)部空氣的聲阻抗相匹配，達(dá)到寬頻主動(dòng)消聲的目的。根據(jù)圖4的原理圖，其計(jì)算過程如下。圖4中簡(jiǎn)諧平面聲波的入射聲壓為巧W ,兩個(gè)麥克風(fēng)與吸聲材料等間距布置，相
互間距為/設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)位于第一個(gè)麥克風(fēng)處，方向向右為正方向。由于前面已經(jīng)假設(shè)遠(yuǎn)場(chǎng)聲波為簡(jiǎn)諧平面聲波，因此入射聲波與反射聲波可以表示為
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)消聲器，包括呈圓筒形的外殼，其特征在于在該圓筒形外殼內(nèi)沿其軸向相垂直地設(shè)有多孔材料層，該多孔材料層呈圓盤形，多孔材料層邊緣與外殼內(nèi)壁間氣密閉連接，位于多孔材料層一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)聲壓傳感器，該兩個(gè)聲壓傳感器沿外殼軸向設(shè)置，第二個(gè)聲壓傳感器與多孔材料層的距離等于第一個(gè)聲壓傳感器與第二個(gè)聲壓傳感器之間的距離，位于多孔材料層另一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓盤形的剛性板，剛性板與外殼內(nèi)壁間隙配合，第一聲壓傳感器和第二聲壓傳感器的信號(hào)線通過導(dǎo)線和放大器與控制器相連接，控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)相連，電機(jī)輸出軸通過傳動(dòng)裝置與剛性板相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于第二聲壓傳感器與多孔材料層的距離為20mm。
3.如權(quán)利要求2所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于聲壓傳感器為麥克風(fēng)。
4.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于步進(jìn)電機(jī)輸出軸與一根絲杠相連接， 絲杠與一個(gè)螺母配合，與螺母固定相連設(shè)有一根豎直桿件，在圓筒形外殼側(cè)壁開設(shè)有一個(gè)軸向槽，該豎直桿件沿圓筒形外殼的半徑方向伸入槽內(nèi)，豎直桿件通過水平桿件與剛性板相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于水平桿件上設(shè)一個(gè)支承板，支承板圓盤形，支承板與水平桿件固定相連接，支承板與外殼內(nèi)壁間設(shè)有沿其軸向的滑動(dòng)副。
7.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于多孔材料層為復(fù)合巖棉板。
8.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)消聲器，其特征在于控制器是計(jì)算機(jī)。
全文摘要
一種主動(dòng)消聲器，包括呈圓筒形的外殼，在該圓筒形外殼內(nèi)那其軸向相垂直地設(shè)有多孔材料層，位于多孔材料層一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有兩個(gè)聲壓傳感器，位于多孔材料層另一側(cè)的外殼內(nèi)設(shè)有一個(gè)圓盤形的剛性板，剛性板與外殼內(nèi)壁間隙配合，第一聲壓傳感器和第二聲壓傳感器的信號(hào)線通過導(dǎo)線和放大器與控制器相連接。本主動(dòng)消聲器中設(shè)置兩個(gè)聲壓傳感器，用以對(duì)圓筒形消聲內(nèi)的聲壓進(jìn)行檢測(cè)，此信號(hào)由放器放大后輸入控制器，控制器計(jì)算出動(dòng)剛性板應(yīng)該移動(dòng)的距離，此時(shí)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使可移動(dòng)剛性壁移動(dòng)到預(yù)期的位移，使得多孔吸聲材料表面的聲阻抗和消聲器內(nèi)部空氣的聲阻抗相匹配，達(dá)到主動(dòng)消聲的目的。
文檔編號(hào)F01N1/24GK102477883SQ20101055840
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者朱從云 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院